曹丽娟 张洪政 鞠晓慧 李庆祥
(国家气象信息中心气象资料室，北京 100081)
均一性的气候数据有益于真实可靠的评估历史气候趋势和变率，尤其是对于气候态和极端事件的研究非常重要，然而长序列的气候数据记录不可避免的存在由于观测仪器改变、观测方式改变、台站迁移等非气候因素造成的不连续点，本研究选用惩罚最大F检验(PMFT)方法开展我国共753个基本、基准气象观测台站年平均风速数据和几十个台站的百年长序列气温资料的均一性检验和订正研究，验证了该方法的检验能力，并分析了引起长序列资料非均一性的原因。
1. 对年平均风速的均一性检验
753个基本、基准气象观测台站中，因资料长度较短而未能进行检验的台站有52个，在已检验的701个站中，共检验出271个站有间断点，占被检验台站的38.7%，间断点总个数为356个。有231个站年平均风速资料质量较好，序列是均一的，另有199个台站检验出的突变点并不显著，因此，认为该部分台站资料在给定的置信度水平下可以近似认为是均一的。我国各地区年平均风速资料都存在不同程度的非均一现象，但是就台站数量而言，仍然有超过60%的台站年平均风速序列是均一的，表明我国大部分气象台站风速资料均一性情况良好。我国基本、基准站年平均风速序列的间断点主要集中在1-2个，造成风速资料非均一性的主要原因是风速仪器变化，包括仪器换型、仪器高度变化以及仪器更换等，其中仪器换型是引起风速数据非均一性的主要原因，其次是台站迁移的影响较大，环境因素对年平均风速数据的非均一性影响似乎并不显著，这种环境因素的改变可能同时被台站的迁移或者仪器的变化所掩盖。总之，在使用年平均风速数据进行历史趋势和变率的分析与评估时，必须充分考虑风速的非均一性问题。
2. 对长年代气温序列的均一性检验
均一性检验过程中建立一个均一的，能够代表研究台站所在区域的真实气候变化的参考序列对于均一性检验有着相当重要的意义，然而真正完全均一的参考序列也不可能得到，对于解放前气温数据，参考台站的选取往往非常困难，经常出现一段时期缺测的问题。本研究选用的PMFT方法，在不能得到均一性参考序列时，仍然可以检验突变点。利用该检验方法，对12个气象台站的月平均地面最高气温和29个气象台站的月平均地面最低气温进行了均一性检验和订正。该检验方法能够在序列存在缺测的情况下进行均一性检验，因此，用于对存在较多缺测值的百年长序列气温进行检验时，无需首先进行序列的插补，检验结果表明，台站迁移是引起气温数据非均一性的主要原因。该方法对于气温资料的均一性检验已经得到多个试验的证实，因此能够应用于对气温数据的均一性处理。 |
